周报 | 芝加哥推出美国首个量子加速孵化项目；以色列投资3.75亿美元以发展量子技术

光子盒研究院出品

芝加哥推出美国首个量子加速孵化项目

芝加哥大学的波尔斯基创业与创新中心(Polsky Center for Entrepreneurship and Innovation)和芝加哥量子交易所(Chicago Quantum Exchange)宣布推出Duality，这是美国第一个专门针对专注于量子科学和技术领域的初创公司的加速孵化项目。

Duality旨在帮助量子初创公司弥合实验室和市场之间的差距，这是新兴技术成功的关键障碍。在未来10年内，Duality将为广泛的企业和学术合作伙伴生态系统提供至少2000万美元的投资，每年将帮助多达10家量子初创公司在芝加哥地区发展业务。该项目将设在芝加哥大学布斯商学院内。

Duality将为企业家提供来自领先量子研究人员的支持，以及来自芝加哥大学布斯商学院(Chicago Booth)、芝加哥量子交易所与波尔斯基中心(Polsky Center)的企业合作伙伴，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UniversitY Urbana-Champaign)、阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)和非营利性组织P33的网络、设施以及专业知识。

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https://news.uchicago.edu/story/quantum-startup-accelerator-duality-polsky-center-chicago-quantum-exchange

以色列投资3.75亿美元以发展量子技术

以色列启动了一项投资3.75亿美元的国家计划，以投资量子技术。这有望大幅提高计算机的处理速度，并在2025年前提高其技术成熟程度。作为该倡议的一部分，以色列创新管理局和国防部已经开始接受跨国公司、以色列企业和大学的请求，从而参与一个6000万美元的项目，来建造该国第一台具有30至40个量子比特的量子计算机。

“我们看到这一领域的国际合作机会越来越少。例如，在美国，已经有某些量子传感器受出口控制。这不是国防的事情，这是商业的。”以色列国家量子倡议(INQI)负责人Tal David博士说，“在欧盟，现在也有一个运动来维持欧洲在技术上的独立性。他们正在推动只保留欧盟成员国，并驱逐所有欧盟以外的相关国家(比如以色列)。”

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https://www.algemeiner.com/2021/03/26/israel-steps-up-quantum-tech-race-amid-threat-of-exclusion-from-european-research-projects/

韩国运营商SK电讯开发出量子VPN

韩国顶级移动运营商SK电讯将量子密码通信技术应用于路由器和交换机等企业IP设备，开发出一种量子虚拟专用网（VPN），为其安全解决方案的广泛应用开辟了道路。没有专用网络的公司可以使用量子密码技术的电信安全服务。

SK电讯及其子公司ID Quantique（IDQ）——一家总部位于日内瓦的量子安全密码技术的领导者，他们开发了一种基于量子密钥分发（QKD）的量子虚拟专用网（VPN）。

VPN是一种通过共享公共网络实现的安全通信信道，用于将远程用户和机器连接到专用网络。QKD是一种安全通信方法，它实现了一个涉及量子力学组件的密码协议。

SK电讯表示，量子VPN技术结合了IP设备安全技术和企业量子加密技术，可以灵活应用于各种B2B网络结构和服务，这将有助于推广量子密码通信技术，改善企业的安全服务。

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https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/sk-telecom-applies-applies-quantum-cryptographic-communication-technology-to-ip-equipment-have-developed-a-quantum-vpn

新的算法使量子计算机能够解决的问题类型多样化

美国能源部费米实验室量子研究所博士后研究员Prasanth Shyamsunda在2月份发布的预印论文中，提出两种新的算法，这两种算法建立在该领域现有工作的基础上，以进一步使量子计算机可以解决的问题类型多样化。

Shyamsunda的量子算法，尤其在未排序的数据集合中搜索特定条目时非常有用。举个例子:假设我们有一堆100张黑胶唱片，我们让一台电脑在这一堆唱片中找出一张爵士唱片。平均来说，一台经典计算机可以通过50个查询找到正确的记录，或者说是堆栈总数的一半。而量子计算机可以更快地定位爵士乐专辑。所需的查询次数只有10次左右，是栈中记录数的平方根。

但这种算法的局限性在于，它只能应用于布尔(Boolean)类型的数据，或者是可以用是/否输出进行查询的情况，例如在一叠唱片中搜索爵士乐专辑。非布尔输出的场景下就颇具挑战性，由于音乐流派并没有精确的定义，所以只能让计算机根据专辑的“爵士程度”来给它们打分。

Shyamsundar扩展了这种计算方式，无需再进行布尔转换，他将这种新算法称为“非布尔量子幅度放大算法”(non-Boolean quantum amplitude amplification algorithm)。

论文中介绍的第二种算法，被称为量子平均值估计算法。这种算法允许科学家估计所有唱片的平均等级，也就是说，可以评估这一叠唱片整体的“爵士程度”。

这两种算法都不用把场景还原成只有两种类型输出的计算，而是允许一系列的输出，以比经典计算方法更快的量子速度更准确地描述信息。Shyamsundar还计划在量子机器学习中利用这些新算法。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/new-computing-algorithms-expand-the-boundaries-of-a-quantum-future/

美国国防部高级研究计划局（DARPA）启动量子基准计划

DARPA宣布为量子基准计划提供资助。根据DARPA发布的一份公告，其呼吁在量子基准研究领域提出建议，拟议的研究应该量化量子计算机的长期效用。

同时提出，量子基准计划有两个主要目标。第一个目标旨在创建新的与硬件无关的基准，以衡量解决可能需要量子计算机的特定挑战的进展，例如分子模拟或材料发现。第二个目标包括创建工具来为量子计算机估算硬件资源。

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https://www.darpa.mil/news-events/2021-04-02

安徽将建设省内首个量子计算芯片联合实验室

4月2日，合肥本源量子计算科技有限责任公司和合肥晶合集成电路股份有限公司共建量子计算芯片联合实验室签约仪式在合肥举行。安徽省领导邓向阳、张红文出席签约仪式，省发展改革委相关负责同志主持，合肥市政府、省科技厅、省经济和信息化厅相关负责同志参加。

双方共建的安徽省首个量子计算芯片领域联合实验室，将在极低温集成电路领域进行工艺合作开发以及工程流片验证，实现从芯片设计到封装测试全链条开发。联合实验室的建设，将对量子计算芯片集成化发展、填补国内制造空白、加快应用落地具有重要的推动作用。

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https://mp.weixin.qq.com/s/z1MPwaw_YZHpqwvD3yhFPg

Atomionics种子轮融资250万美元，用于开发量子传感器产品

位于新加坡的Atomionics是一家开发无需GPS导航的量子传感器的深科技初创公司。该公司种子轮融资250万美元，由Wavemaker Partners、SGInnovate和Cap Vista领投。这笔资金将用于制造产品并将其推向市场。

参与这一轮投资的其他投资者包括500 Startups旗下针对东南亚地区设置的本土基金500 Durians、Apsara Investments、Cap Vista、Entrepreneur First以及几位天使投资者。

这家初创公司透露，量子传感器可以精确定位地下碳氢化合物和矿产储量的位置，允许飞机和潜艇在没有GPS的情况下导航，还可以探测地震、火山和地下基础设施。

Atomionics首席执行官兼联合创始人Sahil Tapiawala说，“例如，建筑和隧道行业的公司可以在开始一个新项目之前，利用这一点来识别地下基础设施，如公用线路和现有隧道。这降低了挖掘时中断这些公用设施的风险，并帮助他们以最佳方式规划隧道。”

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https://www.businesstimes.com.sg/garage/deeptech-startup-atomionics-raises-s25m-in-seed-funding-to-develop-product

本源量子推出量子计算化学软件ChemiQ2.0试用版

近日，本源量子正式上线首款国产量子化学软件本源ChemiQ 2.0试用版。ChemiQ2.0是一款在量子计算机或虚拟机上进行化学模拟的仿真软件，能够计算分子单点能、势能曲线和研究化学反应，并以图形化方式展示和分析计算结果。

与1.0相比，ChemiQ2.0的功能更加强大：可视化构建分子模型、丰富的参数配置、图形化分析效果、支持计算结果复用、全流程文档&交流社区以及支持跨平台运行。

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http://www.originqc.com.cn/website/businessNewsDetail.html?newsId=266

Quantum Brilliance计划在五年内推出显卡大小的量子计算机

德澳初创公司Quantum Brilliance宣布他们已经开发了一种基于人造金刚石的商用量子计算机，可以在室温下工作。“它有台式电脑或者19英寸机架那么大，”Quantum Brilliance首席科学家Marcus Doherty说。

Quantum Brilliance的技术基于金刚石中的缺陷——由一个氮原子和相邻的空位组成。这些所谓的“氮-空位(NV)色心”作为量子比特，金刚石有助于保护它们免受热干扰和磁性杂质的影响，从而使其在室温下运行。

第一代量子加速器只有5个量子比特。然而，“五年后，它将有50多个量子比特，且只有一张显卡那么大，”Doherty说。

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https://mp.weixin.qq.com/s/HLM7jauH5VBYi2E8xDT_jQ

数字量子计算公司Seeqc实现量子计算里程碑

数字量子计算公司Seeqc宣布，由Marco Arzeo博士领导的那不勒斯团队成功开发并测量了一个双量子比特门。Seeqc成为少数几个实现这一关键工程里程碑的国际量子计算公司之一。

Seeqc正在开发一种使量子计算变得有用的新方法，称为“数字量子计算”。数字量子计算结合经典计算和量子计算，形成了一个全数字架构，以解决效率、稳定性和成本问题，这些问题经常困扰使用基于CMOS模拟、微波控制基础设施的量子计算系统。双量子比特门的开发对于制造实用的量子计算机至关重要，也是Seeqc方法的一项重要工程成就。

Seeqc的架构包括专有数字芯片，这些芯片与量子比特芯片作为多芯片模块（MCM）位于同一个低温冷却系统中。数字量子管理（DQM）片上系统架构使该公司能够共同设计符合量子算法和应用独特要求的特定量子硬件。

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https://mp.weixin.qq.com/s/oFz47B-lvq8UDZHrZByVJg

美国QKD公司Quantum Xchange将量子加密民用化

Quantum Xchange发布了旗舰产品Phio TX-D。新的边缘设备利用旗舰产品Phio TX中的量子安全带外密钥传递技术，旨在为小范围区域提供量子安全虚拟专用网络(VPN)和专用网络加密。

Phio TX-D加入到Phio系列解决方案中，使Quantum Xchange能够满足从家庭或小型办公室到企业、云或其任何组合的所有部署需求。

根据Quantum Xchange的说法，Phio-TX是一个适用于各个时代的密钥分发系统，也是唯一一个支持来自任何来源的量子密钥的系统——基于数学和物理，即后量子密码（PQC）算法、量子随机数生成（QRNG）密钥、量子密钥分发（QKD）或组合，并通过任何网络介质以一点对多点的方式提供。

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https://mp.weixin.qq.com/s/imrvFmVkZuvxvyclCNKU3w

问天量子全资子公司与合肥汇联签署战略合作协议

问天量子全资子公司合肥量芯科技公司与合肥汇联电子有限公司战略合作签约仪式于4月7日在合肥举行。合肥量芯总经理李大伟、董事长秘书郝礼祥、总经理助理殷海峰，合肥汇联总经理蔡先保，执行副总陶羽，副总经理张允龙共同出席本次签约仪式。

双方将基于各自技术优势、资源优势，共同开拓量子教学产品的应用市场，致力于教育、产业、科研院所等多个领域的深度战略合作。双方也将以本次签约为契机，建立全方位战略合作关系，积极争取项目机会，推动量子教学产品的研发、生产、销售，通过借助战略合作关系平台，共同助力中国量子信息新工科建设，促进量子技术工程师和交叉应用型人才的培养。开启量子信息教学新时代。

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https://mp.weixin.qq.com/s/huYfuUzxsM1Yvh4JeecvBg

德国在量子传感器材料研究领域取得突破

一年前，德国巴伐利亚州维尔茨堡大学(Julius-Maximilians-Universität (JMU)Wuerzburg)物理研究所的一个团队成功地在氮化硼的分层晶体中制成了量子比特，并通过实验对其进行了识别。

最近，由Vladimir Dyakonov教授、他的博士生Andreas Gottscholl和Andreas Sperlich博士领导的团队成功地迈出了重要的下一步：室温下对量子比特的相干控制。研究人员在具有影响力的《科学进展》杂志上报告了他们的发现。

Vladimir Dyakonov解释说："我们希望，一旦将具有可控自旋量子比特的材料用于传感器，就可以更精确地测量局部电磁场。可以想象的应用领域是医学成像、导航以及任何需要对电磁场进行非接触式测量的地方。”

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https://phys.org/news/2021-04-international-materials-quantum-sensor-technology.html

量子计算机在NP验证方面具有量子优势

法国和英国的一组研究人员目前使用简单的量子光子学实验装置表明，量子计算机有可能使用所谓的交互式证明协议来验证NP完全问题的解，并且仅提供关于解的最少的未经验证的信息。

发表在Nature Communications上的这项新研究不仅证明了量子优势（quantum advantage），而且有望在安全量子云计算等应用中发挥作用。

这样的证明系统将给未来的量子互联网中的协议带来很多好处，比如安全识别、身份验证甚至是区块链。爱丁堡大学研究员、论文合著者Niraj Kumar说：“在当前越来越关注数据隐私和安全计算的时代，我们的演示提供了另一个令人信服的证据，即量子计算机在实现安全解方面可以胜过经典计算机。”

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https://mp.weixin.qq.com/s/7hs8QtHmio5DDsPOWvECLQ

研究人员发现构建更快、更强量子计算机的方式

最近，澳大利亚和加拿大的研究人员一项新的研究表明，以空穴作为平衡运行速度和相干性的解决方案，可能会将量子比特扩展为微型量子计算机。该研究利用空穴找到了一个“最佳位置”，在这个位置上量子比特对噪声最不敏感(确保更长的信息保留时间)，并且可以同时以最快的速度运行。

他们制造量子比特的一种方法是利用电子的“自旋”，它可以指向上或下。为了使量子计算机尽可能快速和节能，他们只使用了普通电极施加的电场来操作它们。

研究合作者、不列颠哥伦比亚大学的Joe Salfi教授说，“他们最近在硅中使用受体对空穴量子比特进行的实验已经证明了比预期更长的相干时间。振奋人心的是，这些观察建立在坚实的理论基础上。空穴量子比特的前景确实是光明的。”

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https://mp.weixin.qq.com/s/odhT3nU5vq4V3WJjfmHLew

中国科大在集成光学芯片上实现高效光子频率转换

中国科大郭光灿院士团队在集成光学芯片领域取得新进展。该团队邹长铃研究组在集成光子芯片上实现了基于微腔简并模式的高效光子频率转换，并进一步探究了微腔内的级联非线性光学效应，实现跨波段的频率转换和放大。相关成果以“Efficient frequency conversion in a degenerateχ(2) microresonator”为题3月29日在线发表于国际学术期刊《物理评论快报》上。

邹长铃研究组提出了一种新颖的简并和频效应，仅需要两个光学模式就可以实现高效率的相干频率转换。并且，他们还实现了工作波长的精确调控：通过控制芯片基底温度实现了频率转换匹配窗口的粗调，范围可达100 GHz；基于前期光致微腔加热效应的相关工作[Optics Express 28, 11144(2020)]，实现了MHz量级的精细调控。

邹长铃研究组提出了一种新颖的简并和频效应，仅需要两个光学模式就可以实现高效率的相干频率转换。并且，他们还实现了工作波长的精确调控：通过控制芯片基底温度实现了频率转换匹配窗口的粗调，范围可达100 GHz；基于前期光致微腔加热效应的相关工作[Optics Express 28, 11144(2020)]，实现了MHz量级的精细调控。

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https://mp.weixin.qq.com/s/3uLrQR28IznKovZqn7aeEw

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